我国高校研究成果登上《自然》子刊,有望为治疗心梗脑中风提供新方案
用DNA折纸技术构造一个长90纳米、宽60纳米的矩形片,将溶栓药物分子放在矩形片上,再将矩形片卷成纳米管,利用DNA三链结构设计的“门控开关”,把药物保护起来。将这样一个精巧构造的“纳米递药机器”精准递送到血栓部位,打开“门控开关”,药物就能释放,从而达到溶栓效果。
这是南京邮电大学的一项最新研究成果,该成果上周登上国际学术期刊《自然·材料》,有望为治疗心梗、脑中风等疾病提供新方案。
3月11日,第一财经记者专访了该研究论文的共同通讯作者、南京邮电大学汪联辉教授。他向记者介绍了当前溶栓药物面临的问题,以及如何通过生物医学工程的方法提供解决方案。
汪联辉表示,心脑血管疾病无论从发病率还是死亡率来看,都超过肿瘤位居所有疾病首位,尤其是进入老龄化社会后,心脑血管疾病的治疗需求更加迫切。
血栓是导致心梗、脑中风等急性疾病的罪魁祸首,临床上通常采用溶栓药物来治疗。但溶栓药物是一把“双刃剑”,如使用不当会导致脑出血,危及患者生命。在临床上,医生一直在寻求一种仅针对血栓起作用、而不会破坏凝血功能的溶栓药物。
针对这一难题,汪联辉与南京邮电大学晁洁教授、高宇副教授团队历时近7年研发,利用纳米技术设计出一种更加精准的药物递送系统,这种递送系统的核心技术在于药物递送载体的结构,从而达到能够精准识别血栓并仅对血栓部位进行溶栓的治疗效果。
小型动物模型实验结果显示,与传统给药方式相比,新型纳米机器对脑中风和肺栓塞的溶栓效率较传统溶栓药物分别提高3.7倍和2.1倍,凝血功能异常的发生率也显著降低。
汪联辉对第一财经记者表示,这种DNA纳米机器由人体碱基构成,可以在人体内降解、代谢,具有良好的生物相容性。而且通过一个纳米管将药物包裹起来,可保持药物活性并延长血液循环半衰期,直至精准给药,这是团队的原创核心成果。
他进一步解释称,由于药物能够精准递送到血栓部位,因此用药剂量可以大大降低,仅需传统溶栓药物剂量的六分之一,提升了用药的安全性;且相较于传统中风溶栓治疗黄金三小时的救治时限,使用纳米递送机器可将救治黄金时间延长至6小时。
未来5年,团队还计划利用大型动物模型进一步开展纳米机器的效用及安全性评估,探索规模化生产工艺,推动研究成果早日在临床实际应用。
汪联辉长期从事生物医学工程研究。他对第一财经记者表示:“基础研究要跟临床的需求结合起来,我们始终在向临床医生了解问题,并发现了现有溶栓药物的不足以及潜在的需求,开发了这款纳米递药机器。”
不过他也表示,一款新型的药物从原创的想法到最终走向临床和市场,需要经历至少十年的过程,未来的大型动物试验和临床试验中也难以避免会面临实际的困难和挑战。
以新型的纳米递药机器为例,汪联辉表示,由于小动物的血栓形成可能和大动物以及人类不一样,此外血管中血液的流速和压力等参数都可能影响药物的循环、释放、及代谢,因此需要不断地对技术和工艺进行改进和调整,寻找更合适的动物模型,并最终使技术造福人类。
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